JP2007171288A

JP2007171288A - Charging device

Info

Publication number: JP2007171288A
Application number: JP2005365134A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Ando; 裕喜安藤; Hideaki Oike; 秀明大池
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-07-05

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a charging device capable of providing the satisfactory cleaning performance of a cleaning member regardless of the material of the cleaning member. SOLUTION: A charging roll 14 and a sponge layer 100B are abutted on each other so that the number of cells 140 of the sponge layer 100B in the circumferential direction (rotative direction; the direction of arrow 8) of the charging roll 14 within a nip area A between the cleaning roll 100 and the charging roll 14 is equal to or larger than six but equal to or smaller than twenty-one. This prevents such a problem that the pressing force of the cleaning roll 100 is insufficient and hence the cleaning of the charging roll 14 is insufficient or the pressing force of the cleaning roll 100 is excessive and hence the charging roll 14 is rubbed with soil resulting from cleaning. In addition, this ensures the satisfactory cleaning performance of the cleaning member with proper pressing force regardless of the cell density of the material of the cleaning roll 100. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置に備えられた帯電装置に関するものである。 The present invention relates to a charging device provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer employing an electrophotographic system.

従来、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置の帯電装置として、スコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用したものが多用されてきたが、コロナ放電現象を利用した帯電装置の場合には、人体や地球環境に悪影響のあるオゾンや窒素酸化物の発生が問題となっている。これに対して、導電性の帯電ロールを像担持体に直接接触させて像担持体の帯電を行う接触帯電方式は、オゾンや窒素酸化物の発生が大幅に少なく、電源効率も良いことから、最近では主流となっている。 Conventionally, as a charging device for an image forming apparatus such as a copying machine or a printer adopting an electrophotographic method, a device using a corona discharge phenomenon such as a scorotron charger has been widely used, but a charging device using a corona discharge phenomenon is used. In this case, the generation of ozone and nitrogen oxides that have a negative effect on the human body and the global environment is a problem. On the other hand, the contact charging method in which the conductive charging roll is directly contacted with the image carrier to charge the image carrier has significantly less generation of ozone and nitrogen oxide, and the power supply efficiency is good. Recently it has become mainstream.

このような接触帯電方式の帯電装置では、帯電時に像担持体上にある各種の付着物を吸着してしまい汚染されやすいという不都合があった。 Such a charging device of the contact charging method has a disadvantage that various deposits on the image bearing member are adsorbed and easily contaminated during charging.

これに対し、特許文献１のように、使用するクリーニングロールの表面の１インチあたりのセル数を規定する技術や特許文献２のように、直方体状のクリーニングパッドの表面のセル数を規定する技術がある。また、特許文献３では、クリーニングロールの帯電ロールへの食い込み量を規定する技術がある。 On the other hand, a technique for defining the number of cells per inch on the surface of the cleaning roll to be used as in Patent Document 1 and a technique for defining the number of cells on the surface of a rectangular parallelepiped cleaning pad as in Patent Document 2 There is. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 has a technique for defining the amount of biting of the cleaning roll into the charging roll.

しかしながら、これらは、クリーニング部材として用いる材料の硬度や使用するクリーニング部材の肉厚により、クリーニングに必要な押圧力を十分に得られない場合や、逆に押圧力が強くなりすぎてクリーニングした汚れを逆に擦りつけてしまうことによる画質欠陥を生じさせる場合がある。
特開平９−１２７７６８号公報特開平１０−３２００号公報特開平８−６２９４８号公報 However, in these cases, due to the hardness of the material used as the cleaning member and the thickness of the cleaning member to be used, the pressing force necessary for cleaning cannot be obtained sufficiently, or conversely, the cleaning force becomes too strong. Conversely, image quality defects may be caused by rubbing.
JP-A-9-127768 Japanese Patent Laid-Open No. 10-3200 JP-A-8-62948

本発明は上記事実を考慮し、クリーニング部材の材料に拘わらず、クリーニング部材の良好なクリーニング性能を得ることができる帯電装置を提供することを課題とする。 In view of the above-described facts, an object of the present invention is to provide a charging device that can obtain a good cleaning performance of a cleaning member regardless of the material of the cleaning member.

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、帯電装置において、像担持体を帯電させる帯電ロールと、多孔質弾性層と前記多孔質弾性層を支持する支持部材とを含んで構成され、前記帯電ロールに当接して該帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、を備え、前記多孔質弾性層と前記帯電ロールとのニップ領域内で帯電ロールの周方向に沿った多孔質弾性層のセル数が６個以上となるように多孔質弾性層が前記帯電ロールに当接していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a charging roll for charging the image carrier, a porous elastic layer, and a support member for supporting the porous elastic layer in the charging device. And a cleaning member that contacts the charging roll and cleans the charging roll, and has a porous elastic layer along a circumferential direction of the charging roll in a nip region between the porous elastic layer and the charging roll. The porous elastic layer is in contact with the charging roll so that the number of cells is 6 or more.

帯電ロール表面に付着したトナーや外添剤は、多孔質弾性層のセル内に入り込み、帯電ロール表面がクリーニングされるが、請求項１に記載の発明では、クリーニング部材と帯電ロールとのニップ領域内で帯電ロールの周方向に沿った多孔質弾性層のセル数が６個以上となるように帯電ロールと多孔質弾性層を当接させるようにしている。つまり、帯電ロールをクリーニングするために最低必要なセル数を規定している。 The toner and the external additive adhering to the surface of the charging roll enter the cells of the porous elastic layer, and the surface of the charging roll is cleaned. In the invention according to claim 1, the nip region between the cleaning member and the charging roll is used. The charging roll and the porous elastic layer are brought into contact with each other so that the number of cells of the porous elastic layer along the circumferential direction of the charging roll is 6 or more. That is, the minimum number of cells required for cleaning the charging roll is defined.

これにより、クリーニング部材の押圧力が不足して帯電ロールを充分にクリーニングすることができない、或いは、クリーニング部材の過剰な押圧力により、クリーニングした汚れを逆に帯電ロールに擦りつけてしまう等の問題が生じることはなく、クリーニング部材の材料のセル密度に拘わらず、適切な押圧力でクリーニング部材の良好なクリーニング性能を得ることができる。なお、クリーニング部材を複数配設した場合、各クリーニング部材の多孔質弾性層が帯電ロールに当接するセル数の和が６以上であれば良い。 As a result, the pressing force of the cleaning member is insufficient and the charging roll cannot be sufficiently cleaned, or the cleaned dirt is rubbed against the charging roll in reverse due to the excessive pressing force of the cleaning member. Therefore, regardless of the cell density of the material of the cleaning member, good cleaning performance of the cleaning member can be obtained with an appropriate pressing force. When a plurality of cleaning members are provided, the sum of the number of cells with which the porous elastic layer of each cleaning member contacts the charging roll may be 6 or more.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の帯電装置において、前記ニップ領域内で帯電ロールの周方向に沿った多孔質弾性層のセル数が２１個以下となるように多孔質弾性層が前記帯電ロールに当接していることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the charging device according to the first aspect, wherein the number of cells of the porous elastic layer along the circumferential direction of the charging roll in the nip region is 21 or less. The layer is in contact with the charging roll.

ニップ領域内で帯電ロールの周方向に沿った多孔質弾性層のセル数が多すぎた場合、セルの変形量（つぶれ）が大きく、異物を採取できない場合が生じる。このため、請求項２に記載の発明では、ニップ領域内で帯電ロールの周方向に沿った多孔質弾性層のセル数が６個以上２１個以下となるように多孔質弾性層を帯電ロールに当接させるようにする。 If the number of cells of the porous elastic layer along the circumferential direction of the charging roll in the nip region is too large, the amount of deformation (collapse) of the cells is large and foreign matter cannot be collected. For this reason, in the invention described in claim 2, the porous elastic layer is used as the charging roll so that the number of cells of the porous elastic layer along the circumferential direction of the charging roll in the nip region is 6 or more and 21 or less. Make contact.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の帯電装置において、前記支持部材がロール状であり、表面に複数の多孔質弾性体が凸設され、前記多孔質弾性体が前記帯電ロールに当接していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the charging device according to the first or second aspect, the support member is in a roll shape, a plurality of porous elastic bodies are protruded on the surface, and the porous elastic body is the It is in contact with the charging roll.

請求項３に記載の発明では、支持部材をロール状とし、該支持部材の表面に、複数の多孔質弾性体を凸設させ、該多孔質弾性体を帯電ロールに当接させることで、一回のクリーニングで帯電ロールは同じ箇所を複数回クリーニングされることとなり、クリーニング性能が向上する。また、支持部材の複数箇所において多孔質弾性体を凸設させることで、各多孔質弾性体が帯電ロールに当接するセル数の和が６個以上であれば良い。これにより、クリーニング部材の押圧力を小さくすることができる。 In the invention according to claim 3, the support member is formed into a roll shape, a plurality of porous elastic bodies are protruded on the surface of the support member, and the porous elastic bodies are brought into contact with the charging roll. The same location of the charging roll is cleaned a plurality of times by one cleaning, which improves the cleaning performance. Further, by projecting the porous elastic body at a plurality of locations on the support member, the sum of the number of cells with which each porous elastic body contacts the charging roll may be 6 or more. Thereby, the pressing force of the cleaning member can be reduced.

ここで、各多孔質弾性体で硬度等を変えることもでき、また、該多孔質弾性体をカートリッジ式として交換可能とすることもできる。多孔質弾性体をカートリッジ式とすることで、クリーニング部材の寿命による交換の場合、クリーニング部材毎交換する必要が無くなるため、クリーニング部材を位置決めする必要はなく、分解・組立て作業が容易になる。 Here, the hardness and the like can be changed for each porous elastic body, and the porous elastic body can be exchanged as a cartridge type. Since the porous elastic body is of the cartridge type, it is not necessary to replace the cleaning member every time it is replaced due to the life of the cleaning member. Therefore, it is not necessary to position the cleaning member, and the disassembly / assembly work is facilitated.

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の帯電装置において、前記多孔質弾性層の表面に凹凸部が形成され、前記凸部が前記帯電ロールに当接していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the charging device according to the first or second aspect, an uneven portion is formed on a surface of the porous elastic layer, and the convex portion is in contact with the charging roll. And

請求項４に記載の発明では、多孔質弾性層の表面に凹凸部を形成し、該凸部を帯電ロールと当接させることで、各凸部が帯電ロールに当接するセル数の和を６個以上にする。これにより、クリーニング部材の押圧力を小さくすることができる。 In the invention according to claim 4, an uneven portion is formed on the surface of the porous elastic layer, and the convex portion is brought into contact with the charging roll, whereby the sum of the number of cells in which each convex portion comes into contact with the charging roll is 6. Make more than one. Thereby, the pressing force of the cleaning member can be reduced.

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の帯電装置において、前記多孔質弾性層がロール状であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the charging device according to any one of the first to fourth aspects, the porous elastic layer has a roll shape.

本発明は上記構成としたので、クリーニング部材の材料のセル密度に拘わらず、適切な押圧力でクリーニング部材の良好なクリーニング性能を得ることができる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to obtain good cleaning performance of the cleaning member with an appropriate pressing force regardless of the cell density of the material of the cleaning member.

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明する。 An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１に示す本実施形態の画像形成装置１０は、４サイクル方式のフルカラーレーザプリンタであり、図示のように、装置内には、中央よりもやや右上部に、感光体ドラム１２（像担持体）が回転可能に配設されている。この感光体ドラム１２としては、例えば、表面にＯＰＣ等よりなる感光体層が被覆された直径が約４７ｍｍの導電性円筒体からなるものが用いられ、図示しないモータにより、矢印方向に沿って約１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動される。 An image forming apparatus 10 according to this embodiment shown in FIG. 1 is a four-cycle full-color laser printer. As shown in the drawing, in the apparatus, a photosensitive drum 12 (image carrier) is located slightly above the center. ) Is rotatably arranged. As this photosensitive drum 12, for example, a drum made of a conductive cylinder having a diameter of about 47 mm and coated on a surface with a photosensitive layer made of OPC or the like is used. It is rotationally driven at a process speed of 150 mm / sec.

感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２の略真下に配置された帯電ロール１４によって所定の電位に帯電された後、帯電ロール１４の下方に配置された露光装置１６によって、レーザービームＬＢによる画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。 The surface of the photosensitive drum 12 is charged to a predetermined potential by a charging roll 14 disposed almost directly below the photosensitive drum 12, and then exposed to a laser beam LB by an exposure device 16 disposed below the charging roll 14. Image exposure is performed, and an electrostatic latent image according to image information is formed.

この感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが周方向に沿って配置された回転式現像器１８によって現像され、所定の色のトナー像となる。 The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 12 has yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) developing devices 18Y, 18M, 18C, and 18K in the circumferential direction. The toner is developed by a rotary developing device 18 disposed along the toner image to form a toner image of a predetermined color.

このとき、感光体ドラム１２の表面には、形成する画像の色に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数だけ繰り返される。現像工程では回転式現像器１８が回転し、対応する色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが、感光体ドラム１２と対向する現像位置に移動する。 At this time, charging, exposure, and development processes are repeated a predetermined number of times on the surface of the photosensitive drum 12 in accordance with the color of the image to be formed. In the developing process, the rotary developing device 18 rotates, and the corresponding color developing devices 18Y, 18M, 18C, and 18K move to a developing position facing the photosensitive drum 12.

例えば、フルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム１２の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して４回繰り返され、感光体ドラム１２の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。トナー像が形成されるにあたって、感光体ドラム１２が回転する回数は、画像のサイズに応じて異なるが、例えば、Ａ４サイズであれば、感光体ドラム１２が３回転することによって、１つの画像が形成される。つまり、感光体ドラム１２の表面には、感光体ドラム１２が３回転するごとに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が形成される。 For example, when a full-color image is formed, the charging, exposing, and developing processes are performed on the surface of the photosensitive drum 12 in yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) colors. The toner image corresponding to each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is sequentially formed on the surface of the photosensitive drum 12. When the toner image is formed, the number of rotations of the photosensitive drum 12 varies depending on the size of the image. For example, in the case of A4 size, one image is obtained by rotating the photosensitive drum 12 three times. It is formed. That is, a toner image corresponding to each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is formed on the surface of the photosensitive drum 12 every time the photosensitive drum 12 rotates three times. Is done.

感光体ドラム１２上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、感光体ドラム１２の外周に中間転写ベルト２０が巻き付けられた一次転写位置において、中間転写ベルト２０上に互いに重ね合わせた状態で一次転写ロール２２によって転写される。 An intermediate transfer belt 20 is wound around the outer periphery of the photosensitive drum 12 for yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images sequentially formed on the photosensitive drum 12. At the primary transfer position, the images are transferred onto the intermediate transfer belt 20 by the primary transfer roll 22 while being superimposed on each other.

この中間転写ベルト２０上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像は、所定のタイミングで給紙される記録用紙２４上に、二次転写ロール２６によって一括して転写される。 The yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images transferred in multiple onto the intermediate transfer belt 20 are recorded on a recording sheet 24 fed at a predetermined timing. The images are collectively transferred by the secondary transfer roll 26.

一方、記録用紙２４は、画像形成装置１０の下部に配置された給紙カセット２８から、ピックアップロール３０によって送り出されるとともに、フィードロール３２及びリタードロール３４によって１枚ずつ捌かれた状態で給紙され、レジストロール３６によって中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト２０の二次転写位置へと搬送される。 On the other hand, the recording paper 24 is fed out from a paper feed cassette 28 disposed at the lower part of the image forming apparatus 10 by a pickup roll 30 and is fed in a state of being fed one by one by a feed roll 32 and a retard roll 34. The toner image is transferred to the secondary transfer position of the intermediate transfer belt 20 in synchronization with the toner image transferred onto the intermediate transfer belt 20 by the registration roll 36.

中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２における回動方向の上流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップインロール３８と、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する一次転写ロール２２と、ラップ位置の下流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップアウトロール４０と、二次転写ロール２６に中間転写ベルト２０を介して当接するバックアップロール４２と、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４に対向する第１のクリーニングバックアップロール４６と、第２のクリーニングバックアップロール４８と、によって所定の張力で張架されており、所定のプロセススピード（約１５０ｍｍ／ｓｅｃ）で循環移動するように、例えば、感光体ドラム１２の回転に伴って従動される。 The intermediate transfer belt 20 includes a wrap-in roll 38 that specifies the wrap position of the intermediate transfer belt 20 on the upstream side in the rotational direction of the photosensitive drum 12 and a toner image formed on the photosensitive drum 12 as an intermediate transfer belt. A primary transfer roll 22 that is transferred onto the intermediate transfer belt 20, a wrap-out roll 40 that specifies the wrap position of the intermediate transfer belt 20 on the downstream side of the wrap position, and a backup that contacts the secondary transfer roll 26 via the intermediate transfer belt 20. The roll 42, the first cleaning backup roll 46 facing the cleaning device 44 of the intermediate transfer belt 20, and the second cleaning backup roll 48 are stretched with a predetermined tension, and have a predetermined process speed (about 150 mm / sec), for example, as the photosensitive drum 12 rotates. It is driven Te.

ここで、中間転写ベルト２０は、画像形成装置１０の小型化を図るため、中間転写ベルト２０が張架される断面形状が、偏平な細長い略台形状となるように構成されている。 Here, in order to reduce the size of the image forming apparatus 10, the intermediate transfer belt 20 is configured such that a cross-sectional shape on which the intermediate transfer belt 20 is stretched is a flat and elongated substantially trapezoidal shape.

中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２と、帯電ロール１４と、中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０を張架する複数のロール２２、３８、４０、４２、４６、４８と、中間転写ベルト２０用のクリーニング装置４４と、後述する感光体ドラム１２用のクリーニング装置７８と、で一体的に像形成ユニット５２を構成している。このため、画像形成装置１０の上部カバー５４を開き、像形成ユニット５２の上部に設けられた把手（図示省略）を手で持ち上げることにより、像形成ユニット５２全体を画像形成装置１０から取り外し可能となっている。 The intermediate transfer belt 20 includes a photosensitive drum 12, a charging roll 14, an intermediate transfer belt 20, a plurality of rolls 22, 38, 40, 42, 46, and 48 that stretch the intermediate transfer belt 20, and an intermediate transfer belt. The cleaning device 44 for 20 and the cleaning device 78 for the photosensitive drum 12 described later integrally form an image forming unit 52. Therefore, the entire image forming unit 52 can be removed from the image forming apparatus 10 by opening the upper cover 54 of the image forming apparatus 10 and lifting the handle (not shown) provided on the upper part of the image forming unit 52 by hand. It has become.

一方、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４は、第１のクリーニングバックアップロール４６によって張架された中間転写ベルト２０の表面に当接するように配置されたスクレーパ５８と、第２のクリーニングバックアップロール４８によって張架された中間転写ベルト２０の表面に圧接するように配置されたクリーニングブラシ６０とを備え、これらのスクレーパ５８やクリーニングブラシ６０によって除去された残留トナーや紙粉などは、クリーニング装置４４の内部に回収されるようになっている。 On the other hand, the cleaning device 44 for the intermediate transfer belt 20 includes a scraper 58 disposed so as to come into contact with the surface of the intermediate transfer belt 20 stretched by the first cleaning backup roll 46, and a second cleaning backup roll 48. And a cleaning brush 60 disposed so as to be in pressure contact with the surface of the stretched intermediate transfer belt 20. Residual toner and paper dust removed by the scraper 58 and the cleaning brush 60 are contained in the cleaning device 44. It has come to be collected.

なお、クリーニング装置４４は、揺動軸６２を中心にして、図中反時計回り方向に揺動可能に配置されており、最終色のトナー像の二次転写が終了するまでは、中間転写ベルト２０の表面から離間した位置に退避するとともに、最終色のトナー像の二次転写が終了すると、中間転写ベルト２０の表面に当接するように構成されている。 The cleaning device 44 is disposed so as to be able to swing counterclockwise in the drawing with the swing shaft 62 as the center. Until the secondary transfer of the final color toner image is completed, the intermediate transfer belt is provided. It is configured to retreat to a position separated from the surface of the surface 20 and to contact the surface of the intermediate transfer belt 20 when the secondary transfer of the final color toner image is completed.

さらに、中間転写ベルト２０からトナー像が転写された記録用紙２４は、定着装置６４へと搬送され、この定着装置６４によって加熱及び加圧されてトナー像が記録用紙２４上に定着される。その後、片面プリントの場合には、トナー像が定着された記録用紙２４は、排出ロール６６によって画像形成装置１０の上部に設けられた排出トレイ６８上にそのまま排出される。 Further, the recording paper 24 onto which the toner image has been transferred from the intermediate transfer belt 20 is conveyed to a fixing device 64 and is heated and pressurized by the fixing device 64 to fix the toner image on the recording paper 24. Thereafter, in the case of single-sided printing, the recording paper 24 on which the toner image has been fixed is discharged as it is onto a discharge tray 68 provided at the top of the image forming apparatus 10 by a discharge roll 66.

一方、両面プリントの場合には、定着装置６４により第一面（表面）にトナー像が定着された記録用紙２４を、排出ロール６６によって排出トレイ６８上にそのまま排出せずに、排出ロール６６によって記録用紙２４の後端部を狭持した状態で、排出ロール６６を逆転させるとともに、記録用紙２４の搬送径路を両面用の用紙搬送路７０に切り替え、この両面用の用紙搬送路７０に配設された搬送ロール７２によって、記録用紙２４の表裏を反転した状態で、再度、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送して、記録用紙２４の第二面（裏面）にトナー像を転写する。そして、記録用紙２４の第二面（裏面）のトナー像を定着装置６４によって定着させ、記録用紙２４を排出トレイ６８上に排出する。 On the other hand, in the case of double-sided printing, the recording paper 24 on which the toner image is fixed on the first surface (front surface) by the fixing device 64 is not directly discharged onto the discharge tray 68 by the discharge roll 66 but is discharged by the discharge roll 66. With the rear end portion of the recording paper 24 being held, the discharge roller 66 is reversed, the conveyance path of the recording paper 24 is switched to the double-sided paper conveyance path 70, and the double-sided paper conveyance path 70 is disposed. In the state where the front and back of the recording paper 24 are reversed by the transport roller 72 thus transferred, the recording paper 24 is again transported to the secondary transfer position of the intermediate transfer belt 20 and the toner image is transferred to the second surface (back surface) of the recording paper 24. . Then, the toner image on the second surface (back surface) of the recording paper 24 is fixed by the fixing device 64, and the recording paper 24 is discharged onto the discharge tray 68.

さらに、画像形成装置１０には、オプションによって、画像形成装置１０の側面に手差しトレイ７４が開閉自在に装着可能となっている。この手差しトレイ７４上に載置された任意のサイズ及び種類の記録用紙２４は、給紙ロール７６によって給紙され、搬送ロール７３及びレジストロール３６を介して、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送されることにより、任意のサイズ及び種類の記録用紙２４にも画像を形成することが可能となっている。 Furthermore, a manual feed tray 74 can be attached to the side surface of the image forming apparatus 10 so as to be freely opened and closed. An arbitrary size and type of recording paper 24 placed on the manual feed tray 74 is fed by a paper feed roll 76, and a secondary transfer position of the intermediate transfer belt 20 via a transport roll 73 and a registration roll 36. The image can be formed on the recording paper 24 of any size and type.

なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２が１回転する毎に、感光体ドラム１２の斜め下方に配置されたクリーニング装置７８のクリーニングブレード８０によって、残留トナーや紙粉などが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。 The surface of the photosensitive drum 12 after the toner image transfer process is completed is cleaned by the cleaning blade 80 of the cleaning device 78 disposed obliquely below the photosensitive drum 12 every time the photosensitive drum 12 rotates once. Residual toner, paper dust, and the like are removed to prepare for the next image forming process.

図２に示すように、感光体ドラム１２の下方部には、感光体ドラム１２と接触するように帯電ロール１４が配置されている。この帯電ロール１４（帯電部材）は、導電性のシャフト１４Ａの周囲に帯電層１４Ｂが形成されたものであり、シャフト１４Ａが回転可能に支持されている。帯電ロール１４の感光体ドラム１２と反対側の下方部には、帯電ロール１４の表面に接触するロール状のクリーニングロール１００（クリーニング部材）が設けられている。このクリーニングロール１００は、シャフト１００Ａの周囲にスポンジ層１００Ｂ（多孔質弾性層）が形成されたものであり、シャフト１００Ａが回転可能に支持されている。 As shown in FIG. 2, a charging roll 14 is disposed below the photosensitive drum 12 so as to be in contact with the photosensitive drum 12. The charging roll 14 (charging member) has a conductive layer 14B formed around a conductive shaft 14A, and the shaft 14A is rotatably supported. A roll-shaped cleaning roll 100 (cleaning member) that comes into contact with the surface of the charging roll 14 is provided on the lower portion of the charging roll 14 opposite to the photosensitive drum 12. The cleaning roll 100 has a sponge layer 100B (porous elastic layer) formed around a shaft 100A, and the shaft 100A is rotatably supported.

クリーニングロール１００は帯電ロール１４に所定の荷重で押圧され、スポンジ層１００Ｂが帯電ロール１４の周面に沿って弾性変形してニップ部１０１を形成している。感光体ドラム１２は、図示しないモータによって図２中の時計回り（矢印２の方向）に回転駆動され、感光体ドラム１２の回転により帯電ロール１４が矢印４の方向に従動回転する。また、帯電ロール１４の回転によりロール状のクリーニングロール１００が矢印６の方向に従動回転する。 The cleaning roll 100 is pressed against the charging roll 14 with a predetermined load, and the sponge layer 100 B is elastically deformed along the peripheral surface of the charging roll 14 to form the nip portion 101. The photosensitive drum 12 is driven to rotate clockwise (in the direction of arrow 2) in FIG. 2 by a motor (not shown), and the charging roll 14 is driven to rotate in the direction of arrow 4 as the photosensitive drum 12 rotates. Further, the roll-shaped cleaning roll 100 is driven to rotate in the direction of the arrow 6 by the rotation of the charging roll 14.

また、帯電ロール１４には帯電用の電源が接続されており、直流に交流を重畳したバイアス、または直流バイアスのみが印可されている。一方、クリーニングロール１００へのバイアス印可については特に規定しないが、本発明においては帯電ロール１４のシャフト１４Ａ及びクリーニングロール１００のシャフト１００Ａは同一の軸受けにて回転可能に軸支されており（後述する）、クリーニングロール１００は帯電ロール１４と同電位となっている。 Further, a charging power source is connected to the charging roll 14, and only a bias in which an alternating current is superimposed on a direct current or a direct current bias is applied. On the other hand, although the bias application to the cleaning roll 100 is not particularly defined, in the present invention, the shaft 14A of the charging roll 14 and the shaft 100A of the cleaning roll 100 are rotatably supported by the same bearing (described later). ) The cleaning roll 100 is at the same potential as the charging roll 14.

そして、クリーニングロール１００が従動回転することにより、帯電ロール１４の表面に付着したトナーや外添剤などの汚れ（異物）がクリーニングロール１００によってクリーニングされる。そしてこの異物がクリーニングロール１００の発泡体のセル内に取り込まれ、セル内に回収された異物が凝集して適度な大きさになると、クリーニングロール１００から帯電ロール１４を介して感光体ドラム１２に戻され、感光体ドラム１２をクリーニングするクリーニング装置７８に回収されることで、クリーニング性能の維持継続がなされていると考えられている。 As the cleaning roll 100 is driven to rotate, dirt (foreign matter) such as toner and external additives attached to the surface of the charging roll 14 is cleaned by the cleaning roll 100. Then, when the foreign matter is taken into the foam cell of the cleaning roll 100 and the collected foreign matter aggregates to an appropriate size, the cleaning roll 100 passes the charging roll 14 to the photosensitive drum 12. It is considered that the cleaning performance is maintained and maintained by returning to the cleaning device 78 that cleans the photosensitive drum 12.

このような帯電ロール１４のクリーニング部材としてのクリーニングロール１００について、シャフト１００Ａの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用されており、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法が適時選択される。また導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われてもよく、もちろんそのまま使用してもよい。また、クリーニングロール１００は、スポンジ層１００Ｂを介して帯電ロール１４と適度なニップ圧力で接触するため、ニップ時の撓みが少ない強度を持った材質またはシャフト長に対して十分剛性をもったシャフト径が選択される。 As for the cleaning roll 100 as the cleaning member of the charging roll 14, free cutting steel, stainless steel, or the like is used as the material of the shaft 100 A. Selected in a timely manner. In addition, a non-conductive material may be processed by a general process such as a plating process and subjected to a conductive process, or may be used as it is. Further, since the cleaning roll 100 comes into contact with the charging roll 14 through the sponge layer 100B with an appropriate nip pressure, the shaft diameter having sufficient rigidity with respect to a material having a low bending strength or a shaft length. Is selected.

スポンジ層１００Ｂは、多孔質の３次元構造を有する発泡体からなる。このスポンジ層１００Ｂは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド又はポリプロピレン等の発泡性の樹脂又はゴムを材質としたものより選択される。スポンジ層１００Ｂは、帯電ロール１４との従動摺擦により外添剤などの異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電ロール１４の表面にスポンジ層１００Ｂの擦れによるキズをつけないために、また、長期にわたり千切れや破損が生じないようにするために、引き裂き、引っ張り強さなどに強いポリウレタンが特に好ましく用いられる。 The sponge layer 100B is made of a foam having a porous three-dimensional structure. The sponge layer 100B is selected from those made of a foamable resin or rubber such as polyurethane, polyethylene, polyamide, or polypropylene. The sponge layer 100B efficiently cleans foreign substances such as external additives by driven sliding rubbing with the charging roll 14, and at the same time does not damage the surface of the charging roll 14 due to rubbing of the sponge layer 100B. In order to prevent tearing and breakage, it is particularly preferable to use polyurethane that is strong in tearing and tensile strength.

また、帯電ロール１４は、導電性のシャフト１４Ａ上に帯電層１４Ｂとして導電性弾性層、表面層が順次形成されたものである。 The charging roll 14 is formed by sequentially forming a conductive elastic layer and a surface layer as a charging layer 14B on a conductive shaft 14A.

シャフト１４Ａの材質としては、快削鋼、ステンレス鋼等が使用され、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法は適時選択され、導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われていてもよい。 As the material of the shaft 14A, free-cutting steel, stainless steel or the like is used, and the material and the surface treatment method are appropriately selected according to the use such as slidability, and the material having no conductivity is generally plated. It may be processed by an appropriate process and a conductive process may be performed.

帯電ロール１４の帯電層１４Ｂを構成する上記導電性弾性層は、例えば、弾性を有するゴム等の弾性材、導電性弾性層の抵抗を調整するカーボンブラックやイオン導電材等の導電材、必要に応じて軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカおよび炭酸カルシウム等の充填剤等、通常ゴムに添加され得る材料を加えてもよい。通常ゴムに添加される材料を添加した混合物を、導電性のシャフト１４Ａの周面に被覆することにより形成される。抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックやイオン導電剤のような、電子及び／又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。また、上記弾性材は発泡体であってもかまわない。 The conductive elastic layer constituting the charging layer 14B of the charging roll 14 may be, for example, an elastic material such as rubber having elasticity, a conductive material such as carbon black or ionic conductive material for adjusting the resistance of the conductive elastic layer, or the like. Accordingly, materials that can be usually added to rubber, such as softeners, plasticizers, curing agents, vulcanizing agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, and fillers such as silica and calcium carbonate, may be added. It is formed by coating the peripheral surface of the conductive shaft 14 A with a mixture in which materials usually added to rubber are added. As a conductive agent for the purpose of adjusting the resistance value, a material in which a material that conducts electricity using electrons and / or ions as a charge carrier, such as carbon black or an ionic conductive agent blended in a matrix material, is used. it can. The elastic material may be a foam.

帯電層１４Ｂを構成する上記表面層は、トナー等の異物による汚染の防止のためなどに形成しているものであり、表面層の材料としては、樹脂、ゴム等の何れを用いてもよく特に限定するものではない。ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロン、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。 The surface layer constituting the charging layer 14B is formed for the purpose of preventing contamination by foreign matters such as toner, and the surface layer material may be any of resin, rubber, etc. It is not limited. Polyester, polyimide, copolymer nylon, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, melamine resin, fluoro rubber, epoxy resin, polycarbonate, polyvinyl alcohol, cellulose, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polyethylene And ethylene vinyl acetate copolymer.

また上記表面層には導電性材料を含有させ、抵抗値を調整することができる。該導電性材料としては、粒径が３μｍ以下であるものが望ましい。 The surface layer can contain a conductive material to adjust the resistance value. The conductive material preferably has a particle size of 3 μm or less.

また、抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックや導電性金属酸化物粒子、あるいはイオン導電剤のような、電子及び／又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いることができる。 In addition, as a conductive agent for the purpose of adjusting the resistance value, it electrically conducts electrons and / or ions as charge carriers, such as carbon black, conductive metal oxide particles, or ionic conductive agent blended in the matrix material. What disperse | distributed material etc. can be used.

上記抵抗値を調整するための導電性粒子である導電性金属酸化物粒子は、酸化錫、アンチモンがドープされた酸化錫、酸化亜鉛、アナターゼ型酸化チタン、ＩＴＯ等の導電性を有した粒子で、電子を電荷キャリアとする導電剤あれば何れも用いることができ、特に限定されるものではない。これらは、単独で用いても２種類以上を併用することができる。また、本発明を阻害しない限り、何れの粒径であってもよいが、抵抗値調整および強度の点より、好ましくは酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫、アナターゼ型酸化チタンであり、更に、酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫が好ましい。 The conductive metal oxide particles, which are conductive particles for adjusting the resistance value, are conductive particles such as tin oxide, tin oxide doped with antimony, zinc oxide, anatase titanium oxide, and ITO. Any conductive agent using electrons as charge carriers can be used without any particular limitation. These may be used alone or in combination of two or more. Any particle size may be used as long as the present invention is not inhibited. From the viewpoint of resistance value adjustment and strength, tin oxide, antimony-doped tin oxide, and anatase-type titanium oxide are preferable. Tin oxide and antimony-doped tin oxide are preferred.

このような導電性材料によって抵抗制御を行うことにより、表面層の抵抗値は環境条件によって変化せず、安定な特性が得られる。 By performing resistance control with such a conductive material, the resistance value of the surface layer does not change depending on environmental conditions, and stable characteristics can be obtained.

さらに、上記表面層には、フッ素系あるいはシリコーン系の樹脂が用いられている。特に、フッ素変性アクリレートポリマーで構成されることが好ましい。また、表面層の中に微粒子を添加してもよい。これにより、表面層が疎水性となって帯電ロール１４への異物の付着が防止されるように作用する。また、アルミナやシリカのような絶縁性の粒子を添加して、帯電ロール１４の表面に凹凸を付与し、感光体ドラム１２との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール１４と感光体ドラム１２相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。 Further, a fluorine-based or silicone-based resin is used for the surface layer. In particular, it is preferably composed of a fluorine-modified acrylate polymer. Further, fine particles may be added to the surface layer. As a result, the surface layer becomes hydrophobic and acts to prevent the adhesion of foreign matter to the charging roll 14. In addition, insulating particles such as alumina and silica are added to give unevenness to the surface of the charging roll 14, thereby reducing the burden at the time of rubbing against the photosensitive drum 12, and the charging roll 14 and the photosensitive drum. It is also possible to improve the mutual wear resistance.

次に、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００の取付構造について詳細に説明する。 Next, the mounting structure of the charging roll 14 and the cleaning roll 100 will be described in detail.

図３に示すように、本実施形態では、帯電ロール１４とクリーニングロール１００が一対の軸受け部材１１０を介して単一のフレーム１２０に組み付けられフレーム１２０内に収容されており、さらに感光体ドラム１２もこのフレーム１２０に組み付けられ、それらがユニット化されている。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, the charging roll 14 and the cleaning roll 100 are assembled into a single frame 120 via a pair of bearing members 110 and housed in the frame 120, and further, the photosensitive drum 12. Are also assembled into the frame 120 and unitized.

図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、一つの軸受け部材１１０は、扁平な直方体状（ブロック状）に形成され単一構成とされている。この軸受け部材１１０は、高剛性、高摺動性で耐摩耗性に優れたポリアセタールやポリカーボネート等の合成樹脂材料で形成されている。また、耐摩耗性を更に高めるために、上記の合成樹脂材料にガラス繊維やカーボン繊維等を含有させるようにしてもよい。 As shown in FIGS. 4A and 4B, one bearing member 110 is formed in a flat rectangular parallelepiped shape (block shape) and has a single configuration. The bearing member 110 is formed of a synthetic resin material such as polyacetal or polycarbonate having high rigidity, high slidability, and excellent wear resistance. In order to further improve the wear resistance, the synthetic resin material may contain glass fibers, carbon fibers, or the like.

軸受け部材１１０には、長手方向（図４の上下方向）に沿って所定の間隔で配置された２つの軸受け孔１１２、１１４が形成されている。一方の軸受け孔１１２には、帯電ロール１４のシャフト１４Ａ端部に設けられた支持部１４ａが回転自在に挿通され、他方の軸受け孔１１４には、クリーニングロール１００のシャフト１００Ａ端部に設けられた支持部１００ａが回転自在に挿通されている。また、図示のように、軸受け孔１１４の内径はシャフト１００Ａ（支持部１００ａ）の軸径よりも大きくされている。 The bearing member 110 is formed with two bearing holes 112 and 114 arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction (vertical direction in FIG. 4). A support portion 14a provided at the end of the shaft 14A of the charging roll 14 is rotatably inserted into one bearing hole 112, and the other bearing hole 114 is provided at the end of the shaft 100A of the cleaning roll 100. The support part 100a is rotatably inserted. Further, as shown in the drawing, the inner diameter of the bearing hole 114 is made larger than the shaft diameter of the shaft 100A (support portion 100a).

この一対の軸受け部材１１０に、帯電ロール１４のシャフト１４Ａの両端の支持部１４ａとクリーニングロール１００のシャフト１００Ａの両端の支持部１００ａが回転可能に軸支されている。そして、クリーニングロール１００が帯電ロール１４に所定の荷重で押圧されることにより、前述したように、スポンジ層１００Ｂが帯電ロール１４の周面に沿って弾性変形しニップ部１０１を形成している（図２参照）。 Supporting portions 14a at both ends of the shaft 14A of the charging roll 14 and support portions 100a at both ends of the shaft 100A of the cleaning roll 100 are rotatably supported by the pair of bearing members 110. When the cleaning roll 100 is pressed against the charging roll 14 with a predetermined load, as described above, the sponge layer 100B is elastically deformed along the peripheral surface of the charging roll 14 to form the nip portion 101 ( (See FIG. 2).

図３に示すように、フレーム１２０は、本体部１２２における帯電ロール１４及びクリーニングロール１００の軸方向に沿った両端部（図３の左右の側端部）に、上記の一対の軸受け部材１１０が取り付けられる一対の取付部１２４が一体的に設けられている。 As shown in FIG. 3, the frame 120 includes the pair of bearing members 110 at both ends (left and right side ends in FIG. 3) along the axial direction of the charging roll 14 and the cleaning roll 100 in the main body 122. A pair of attachment portions 124 to be attached are integrally provided.

取付部１２４には、取付部１２４の延出方向に沿ったガイド溝１２６が形成されている。軸受け部材１１０は、このガイド溝１２６にはめ入れられてその先端側に配置されており、ガイド溝１２６にガイドされて取付部１２４の延出方向（感光体ドラム１２に対し接離する方向）に沿って摺動可能とされている。 A guide groove 126 is formed in the attachment portion 124 along the extending direction of the attachment portion 124. The bearing member 110 is inserted into the guide groove 126 and disposed on the tip end side thereof. The bearing member 110 is guided by the guide groove 126 and extends in the extending direction of the mounting portion 124 (the direction in which it is in contact with and away from the photosensitive drum 12). It is possible to slide along.

一対の取付部１２４の外側面側は厚肉とされて先端側が延出されており、その先端部に、感光体ドラム１２を軸支する一対の軸受け部１３２が設けられている。この一対の軸受け部１３２には、軸受け孔１３４が同軸的に形成されており、感光体ドラム１２は、シャフト１２Ａの端部に設けられた支持部１２ａが各軸受け孔１３４に回転自在に挿通されて、帯電ロール１４及びクリーニングロール１００とともにフレーム１２０に組み付けられている。 The outer surface sides of the pair of attachment portions 124 are thick and the front end side is extended, and a pair of bearing portions 132 that pivotally support the photosensitive drum 12 is provided at the front end portion. A bearing hole 134 is coaxially formed in the pair of bearing portions 132, and the support portion 12 a provided at the end of the shaft 12 A is rotatably inserted into each bearing hole 134. The charging roll 14 and the cleaning roll 100 are assembled to the frame 120.

また、ガイド溝１２６内の基端側には、軸受け部材１１０を感光体ドラム１２側へ付勢する圧縮コイルばね１２８が設けられている。この圧縮コイルばね１２８のばね力で、軸受け部材１１０が感光体ドラム１２側へ付勢され（矢印８の方向）、帯電ロール１４は感光体ドラム１２に圧接している。これにより、感光体ドラム１２が回転すると、感光体ドラム１２の回転に伴って帯電ロール１４が従動回転し感光体ドラム１２を帯電させ、さらに帯電ロール１４の回転に伴ってクリーニングロール１００が従動回転し帯電ロール１４をクリーニングする。 A compression coil spring 128 that urges the bearing member 110 toward the photosensitive drum 12 is provided on the base end side in the guide groove 126. The bearing member 110 is biased toward the photosensitive drum 12 by the spring force of the compression coil spring 128 (in the direction of arrow 8), and the charging roll 14 is in pressure contact with the photosensitive drum 12. Thus, when the photosensitive drum 12 rotates, the charging roll 14 is driven to rotate with the rotation of the photosensitive drum 12 to charge the photosensitive drum 12, and further, the cleaning roll 100 is driven to rotate with the rotation of the charging roll 14. Then, the charging roll 14 is cleaned.

次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

図５に示すように、本発明では、クリーニングロール１００と帯電ロール１４とのニップ部１０１において、ニップ領域Ａ（帯電ロール１４の外周を示す実線とクリーニングロール１００の外周を示す仮想線の交点と交点の間）で帯電ロール１４の周方向（回転方向；矢印８の方向）に沿ったスポンジ層１００Ｂのセル１４０の数が６個以上２１個以下となるように、帯電ロール１４とクリーニングロール１００を当接させる。 As shown in FIG. 5, in the present invention, in the nip portion 101 between the cleaning roll 100 and the charging roll 14, a nip region A (the intersection of a solid line indicating the outer periphery of the charging roll 14 and an imaginary line indicating the outer periphery of the cleaning roll 100). The charging roll 14 and the cleaning roll 100 are arranged so that the number of cells 140 of the sponge layer 100B along the circumferential direction (rotation direction; the direction of arrow 8) of the charging roll 14 is 6 or more and 21 or less between the intersections). Abut.

帯電ロール１４は、クリーニングロール１００の当接により、表面に付着したトナーや外添剤が、スポンジ層１００Ｂのセル１４０内に入り込むことで、表面がクリーニングされるが、従来のように、クリーニングロール１００の表面の１インチあたりのセル数を規定したり、クリーニングロール１００の帯電ロール１４への食い込み量を規定したりした場合、クリーニングロール１００として用いる材料の硬度や使用するクリーニングロール１００の肉厚により、クリーニングに必要な押圧力を十分に得られない場合や、逆に押圧力が強くなりすぎてクリーニングした汚れを逆に擦りつけてしまうことによる画質欠陥を生じさせる場合がある。 The surface of the charging roll 14 is cleaned by the toner and external additives attached to the surface entering the cell 140 of the sponge layer 100B by the contact of the cleaning roll 100. When the number of cells per inch on the surface of 100 is specified or the amount of biting of the cleaning roll 100 into the charging roll 14 is specified, the hardness of the material used as the cleaning roll 100 and the thickness of the cleaning roll 100 used Therefore, there may be a case where the pressing force necessary for cleaning cannot be obtained sufficiently, or on the contrary, the pressing force becomes too strong and the cleaning stains are rubbed against each other to cause image quality defects.

このため、本発明では、帯電ロール１４をクリーニングするために最低必要なセル数を規定することで、クリーニングロール１００の押圧力が不足して帯電ロール１４を充分にクリーニングすることができない、或いは、クリーニングロール１００の過剰な押圧力により、クリーニングした汚れを逆に帯電ロール１４に擦りつけてしまう等の問題が生じないようにすると共に、クリーニングロール１００の材料のセル密度に拘わらず、適切な押圧力でクリーニング部材の良好なクリーニング性能を得ることができるようにしている。 For this reason, in the present invention, by defining the minimum number of cells required for cleaning the charging roll 14, the pressing force of the cleaning roll 100 is insufficient and the charging roll 14 cannot be sufficiently cleaned, or The excessive pressing force of the cleaning roll 100 prevents a problem that the cleaned dirt is rubbed against the charging roll 14 in reverse, and an appropriate pressing force is applied regardless of the cell density of the material of the cleaning roll 100. Good cleaning performance of the cleaning member can be obtained by pressure.

図６には、クリーニングロール１００と帯電ロール１４において、ニップ（Ｎｉｐ）中のセル数が変化するように、食い込み量を変化させて、実験を行った結果が示されている。このとき、押圧力の影響が含まれないようにするために、クリーニングロール１００の外径を微調した。ここで、クリーニングロール１００の直径は１２ｍｍ、材料はポリエチレン。帯電ロール１４の直径は１４ｍｍで、材料はポリアミドを使用した。実験中に、微調した外径の変化量は±０．５ｍｍである。この条件で、所定条件上汚した帯電ロール１４をクリーニングし、その表面の反射光量でクリーニング性の評価を行った。具体的には、帯電ロール１４の汚れレベルを５段階で評価し、レベル２以下は、プリント画質上問題のない汚れレベルである。 FIG. 6 shows the results of experiments conducted by changing the amount of biting so that the number of cells in the nip (Nip) in the cleaning roll 100 and the charging roll 14 changes. At this time, the outer diameter of the cleaning roll 100 was finely adjusted so that the influence of the pressing force was not included. Here, the diameter of the cleaning roll 100 is 12 mm, and the material is polyethylene. The charging roll 14 had a diameter of 14 mm, and the material used was polyamide. During the experiment, the amount of change in the finely adjusted outer diameter is ± 0.5 mm. Under this condition, the charging roll 14 soiled under the predetermined condition was cleaned, and the cleaning property was evaluated by the amount of reflected light on the surface. Specifically, the contamination level of the charging roll 14 is evaluated in five stages, and the level 2 or lower is a contamination level that causes no problem in print image quality.

これによると、該セル数の増加に伴って、帯電ロール１４のクリーニング性能が向上している（帯電ロール１４の汚れレベルが良くなる）ことが分かり、セル数が６以上の場合、帯電ロール１４の汚れレベルが２以下となっている。この結果に基づいて、本発明におけるセル数を規定しており、セル数が８以上の場合はさらにクリーニング性能が向上する。また、セル数が２１個以上になると、クリーニング性能が低下するが、クリーニングロール１００と帯電ロール１４とのニップ中のセル数が多すぎた場合、セル１４０の変形量（つぶれ）が大きく、異物を採取できない場合が生じるからである。 According to this, it can be seen that as the number of cells increases, the cleaning performance of the charging roll 14 is improved (the level of contamination of the charging roll 14 is improved). When the number of cells is 6 or more, the charging roll 14 The dirt level is 2 or less. Based on this result, the number of cells in the present invention is defined. When the number of cells is 8 or more, the cleaning performance is further improved. Further, when the number of cells is 21 or more, the cleaning performance deteriorates. However, when the number of cells in the nip between the cleaning roll 100 and the charging roll 14 is too large, the deformation amount (collapse) of the cell 140 is large, and the foreign matter This is because there is a case where it is not possible to collect the sample.

ところで、本発明のように、クリーニングロール１００と帯電ロール１４とのニップ中のセル数について規定すると、単位長さあたりのセル数が少ない材料においても、当接状態によっては、クリーニングロールとしての使用が可能となる。 By the way, when the number of cells in the nip between the cleaning roll 100 and the charging roll 14 is defined as in the present invention, even a material with a small number of cells per unit length is used as a cleaning roll depending on the contact state. Is possible.

例えば、図７に示すように、二本のクリーニングロール１４２を用いて、２箇所で帯電ロール１４に当接させるようにする。図８には、二本のクリーニングロール１４２と帯電ロール１４において、ニップ（Ｎｉｐ）中のセル数の和が変化するように、食い込み量を変化させて、実験を行った結果が示されているが、二本のクリーニングロール１４２を用いて、２箇所で帯電ロール１４に当接させるようにした場合も、１本のクリーニングロール１００を用いた場合と同様、クリーニングロール１４２と帯電ロール１４のニップ（Ｎｉｐ）中のセル数の和が、６個以上２１個以下であればプリント画質上問題のない汚れレベルである。 For example, as shown in FIG. 7, two cleaning rolls 142 are used so as to contact the charging roll 14 at two locations. FIG. 8 shows the results of experiments performed by changing the amount of biting so that the sum of the number of cells in the nip (Nip) in the two cleaning rolls 142 and the charging roll 14 changes. However, when the two cleaning rolls 142 are used to make contact with the charging roll 14 at two locations, the nip between the cleaning roll 142 and the charging roll 14 is the same as when the single cleaning roll 100 is used. If the sum of the number of cells in (Nip) is 6 or more and 21 or less, it is a stain level with no problem in print image quality.

ここで、二本のクリーニングロール１４２を用いた場合、各クリーニングロール１４２と帯電ロール１４とのニップ領域Ｂ、Ｃ内で帯電ロール１４の周方向に沿ったスポンジ層１００Ｂのセル１４０の数が３個以上であれば良くなる。このため、クリーニングロール１４２の外径を小さくすることができる。また、複数のクリーニングロール１４２を用いることで、各クリーニングロール１４２の押圧力を小さくすることができる。 Here, when two cleaning rolls 142 are used, the number of cells 140 of the sponge layer 100B along the circumferential direction of the charging roll 14 in the nip regions B and C between the cleaning rolls 142 and the charging roll 14 is three. If it is more than one, it will be better. For this reason, the outer diameter of the cleaning roll 142 can be reduced. Further, by using a plurality of cleaning rolls 142, the pressing force of each cleaning roll 142 can be reduced.

なお、ここでは、同じ大きさのクリーニングロール１４２を用いているが、異なる大きさのクリーニングロールを用いても良いし、また、クリーニングロールと帯電ロール１４とのニップ中のセル数をクリーニングロール毎に変えても良い。 Although the cleaning roll 142 having the same size is used here, a cleaning roll having a different size may be used, and the number of cells in the nip between the cleaning roll and the charging roll 14 may be set for each cleaning roll. It may be changed to

また、図９に示すように、樹脂製の支持ロール１４４の表面に、支持ロール１４４の軸方向に沿って凹部１４４Ａを設け、該凹部１４４Ａにスポンジロール１４６をはめ込んで、支持ロール１４４の表面に凸部（多孔質弾性体）１４６Ａを設けるようにしても良い。そして、該凸部１４６Ａを帯電ロール１４の表面に当接させ、帯電ロール１４の周方向に沿った各凸部１４６Ａのセル１４０数の和が６個以上２１個以下となるようにする。 Further, as shown in FIG. 9, a recess 144A is provided on the surface of the resin-made support roll 144 along the axial direction of the support roll 144, and a sponge roll 146 is fitted into the recess 144A so that the surface of the support roll 144 is A convex portion (porous elastic body) 146A may be provided. Then, the convex portions 146A are brought into contact with the surface of the charging roll 14 so that the sum of the number of cells 140 of each convex portion 146A along the circumferential direction of the charging roll 14 is 6 or more and 21 or less.

ここで、各スポンジロール１４６は、硬度等を変えることもでき、該スポンジロール１４６をカートリッジ式として交換可能としても良い。スポンジロール１４６をカートリッジ式にすると、クリーニング部材１４５の寿命による交換の場合、クリーニング部材１４５毎交換する必要が無くなるため、クリーニング部材１４５を位置決めする必要が無く、分解・組立て作業が容易になる。 Here, each sponge roll 146 can be changed in hardness or the like, and the sponge roll 146 may be exchangeable as a cartridge type. If the sponge roll 146 is of a cartridge type, it is not necessary to replace the cleaning member 145 when replacing the cleaning member 145 due to the life of the cleaning member 145. Therefore, it is not necessary to position the cleaning member 145, and the disassembling and assembling work becomes easy.

さらに、図１０に示すように、ロール状のスポンジに限らず、略直方体状を成すスポンジ部材１４８を用いても良い。この場合、該スポンジ部材１４８は帯電ロール１４に対向して設けられたホルダー１４９によって固定され、移動不能な状態で配設されることとなる。そして、スポンジ部材１４８の表面には、複数の突起部１５０を設け、該突起部１５０を帯電ロール１４の表面に当接させ、帯電ロール１４の周方向に沿った各突起部１５０のセル１４０数の和が６個以上２１個以下となるようにする。 Furthermore, as shown in FIG. 10, not only a roll-like sponge but also a sponge member 148 having a substantially rectangular parallelepiped shape may be used. In this case, the sponge member 148 is fixed by a holder 149 provided opposite to the charging roll 14 and is disposed in a state where it cannot move. A plurality of protrusions 150 are provided on the surface of the sponge member 148, the protrusions 150 are brought into contact with the surface of the charging roll 14, and the number of cells 140 of each protrusion 150 along the circumferential direction of the charging roll 14. So that the sum is 6 or more and 21 or less.

以上、本発明の実施形態により詳細に説明したが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の形態が実施可能である。 As mentioned above, although it demonstrated in detail by embodiment of this invention, this invention is not limited to them, Various other forms can be implemented within the scope of the present invention.

例えば、感光体ドラム１２の下方部に帯電ロール１４を接触させ、その帯電ロール１４の下方部にクリーニングロール１００を接触させる構成としているが、感光体ドラム１２、帯電ロール１４、及びクリーニングロール１００の位置関係はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムの上方部に帯電ロールを接触させ、その帯電ロールの上方部にクリーニングロールを接触させる構成等にも本発明を適用することができる。 For example, the charging roll 14 is brought into contact with the lower part of the photosensitive drum 12 and the cleaning roll 100 is brought into contact with the lower part of the charging roll 14, but the photosensitive drum 12, the charging roll 14, and the cleaning roll 100 are arranged. The positional relationship is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a configuration in which a charging roll is brought into contact with an upper portion of the photosensitive drum and a cleaning roll is brought into contact with the upper portion of the charging roll.

また、本発明を適用する画像形成装置については、上述の実施形態のように、回転式現像器１８を用いて感光体ドラム１２へのトナー像の形成を４回繰り返して行う４サイクル方式の構成に限定されるものではない。例えば、中間転写ベルトの移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ユニットを並設する構成であっても、各画像形成ユニットの感光体ドラム、帯電ロール、及びクリーニングロールに本発明を適用することができる。 The image forming apparatus to which the present invention is applied has a four-cycle configuration in which the toner image is formed on the photosensitive drum 12 four times using the rotary developer 18 as in the above-described embodiment. It is not limited to. For example, even if the yellow, magenta, cyan, and black image forming units are arranged in parallel along the moving direction of the intermediate transfer belt, the present invention is applied to the photosensitive drum, the charging roll, and the cleaning roll of each image forming unit. Can be applied.

本発明の実施形態に係る帯電装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus including a charging device according to an embodiment of the present invention. 図１の画像形成装置に搭載された感光体ドラム、帯電ロール、及びクリーニングロールの構成を示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a configuration of a photosensitive drum, a charging roll, and a cleaning roll mounted on the image forming apparatus of FIG. 1. 本発明の実施形態に係る帯電装置及び感光体の取付構造の構成を示す部分断面側面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional side view illustrating a configuration of a charging device and a photoreceptor mounting structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る帯電装置を構成する帯電ロール及びクリーニングロールが軸受け部材に軸支された状態を示す（Ａ）が斜視図、（Ｂ）が側面図である。FIG. 4A is a perspective view, and FIG. 4B is a side view showing a state in which a charging roll and a cleaning roll constituting the charging device according to the embodiment of the present invention are supported by a bearing member. 本発明の実施形態に係る帯電装置を構成する帯電ロールとクリーニングロールのニップ状態を示す拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a nip state between a charging roll and a cleaning roll constituting the charging device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る帯電装置を構成する帯電ロールとクリーニングロールのニップ中のセル数と帯電ロールの汚れレベルを示すグラフである。It is a graph which shows the number of cells in the nip of the charging roll and cleaning roll which comprise the charging device which concerns on embodiment of this invention, and the contamination level of a charging roll. 図５の第１変形例である。It is the 1st modification of FIG. 第１変形例による帯電ロールとクリーニングロールのニップ中のセル数と帯電ロールの汚れレベルを示すグラフである。It is a graph which shows the number of cells in the nip of the charging roll and cleaning roll by the 1st modification, and the dirt level of a charging roll. 図５の第２変形例である。It is the 2nd modification of FIG. 図５の第３変形例である。It is the 3rd modification of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０画像形成装置
１２感光体ドラム（像担持体）
１４帯電ロール（帯電部材）
１００クリーニングロール（クリーニング部材）
１００Ａシャフト（支持部材、クリーニング部材）
１００Ｂスポンジ層（多孔質弾性層、クリーニング部材）
１４０セル
１４２クリーニングロール（クリーニング部材）
１４４支持ロール（支持部材、クリーニング部材）
１４５クリーニングロール（クリーニング部材）
１４６スポンジロール（多孔質弾性体）
１４８スポンジ部材（多孔質弾性層、クリーニング部材）
１４９ホルダー（支持部材、クリーニング部材）
１５０突起部（凸部） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 12 Photosensitive drum (Image carrier)
14 Charging roll (charging member)
100 Cleaning roll (cleaning member)
100A shaft (support member, cleaning member)
100B Sponge layer (porous elastic layer, cleaning member)
140 cell 142 cleaning roll (cleaning member)
144 Support roll (support member, cleaning member)
145 Cleaning roll (cleaning member)
146 Sponge roll (porous elastic body)
148 Sponge member (porous elastic layer, cleaning member)
149 Holder (support member, cleaning member)
150 Protrusion (convex)

Claims

像担持体を帯電させる帯電ロールと、
多孔質弾性層と前記多孔質弾性層を支持する支持部材とを含んで構成され、前記帯電ロールに当接して該帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、
を備え、
前記多孔質弾性層と前記帯電ロールとのニップ領域内で帯電ロールの周方向に沿った多孔質弾性層のセル数が６個以上となるように多孔質弾性層が前記帯電ロールに当接していることを特徴とする帯電装置。 A charging roll for charging the image carrier;
A cleaning member configured to include a porous elastic layer and a support member that supports the porous elastic layer, and contacts the charging roll to clean the charging roll;
With
The porous elastic layer is in contact with the charging roll so that the number of cells of the porous elastic layer along the circumferential direction of the charging roll is 6 or more in the nip region between the porous elastic layer and the charging roll. A charging device.

前記ニップ領域内で帯電ロールの周方向に沿った多孔質弾性層のセル数が２１個以下となるように多孔質弾性層が前記帯電ロールに当接していることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。 The porous elastic layer is in contact with the charging roll so that the number of cells of the porous elastic layer along the circumferential direction of the charging roll in the nip region is 21 or less. The charging device described.

前記支持部材がロール状であり、表面に複数の多孔質弾性体が凸設され、前記多孔質弾性体が前記帯電ロールに当接していることを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。 3. The charging according to claim 1, wherein the support member is in a roll shape, a plurality of porous elastic bodies are protruded on a surface, and the porous elastic body is in contact with the charging roll. apparatus.

前記多孔質弾性層の表面に凹凸部が形成され、前記凸部が前記帯電ロールに当接していることを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。 The charging device according to claim 1, wherein an uneven portion is formed on a surface of the porous elastic layer, and the convex portion is in contact with the charging roll.

前記多孔質弾性層がロール状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の帯電装置。 The charging device according to claim 1, wherein the porous elastic layer has a roll shape.